Обработка результатов работы

1. Результаты измерений и расчётов заносят в таблицу 3

Таблица 3

№ п/п	Наименование	Формула	Размерность	Числовые значения
	Избыточное давление
	Атмосферное давление	Ратм
мм рт. ст.
	Абсолютное давление
	ЭДС термопары
	ЭДС холодного спая
	ЭДС гарячего спая
	Температура воздуха
	Внутренняя энергия

2. На графике в T-P координатах наносят полученные точки и строят прямую T = a ×P, коэффициент а определяют по методу наименьших квадратов.

3. Пользуясь значением средней теплоёмкости, по формуле (3.4) считают величину внутренней энергии для каждого опыта. На начало отсчёта внутренней энергии принимают u₀ = 0 при t = 0 ⁰C .

4. Строят график

5. Рассчитывают изменение внутренней энергии для отдельных процессов.

Контрольные вопросы

1. Какой процесс называется изохорным?

2. Перечислите параметры, приведённые в таблице экспериментальных данных.

3. Математическая связь между давлением и абсолютной температурой в изохорном процессе.

4. Математическая связь между энтропией и абсолютной температурой в изохорном процессе.

5. Изобразить изохорный процесс в PV и TS координатах. От чего зависит направление процесса?

6. Определение внутренней энергии. От каких параметров зависит реального и идеального газов?

7. Математическое выражение 1-го закона термодинамики.

8. Как определить по опытным данным теплоту, необходимую для нагревания воздуха в посудине от температуры или от ?

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Лабораторная работа №4

Градуирование термопар

Цель работы – ознакомление с оборудованием и методикой градуирование термопар. Измерение температуры термопары основывается на определённой зависимости между термоэлектродвижущей силы (термоЭДС), которая устанавливается в цепи разных проводников и разницей температур в местах их соединений. Механизм появления термоЭДС поясняется электронной теорией, согласно которой концентрация в металлах свободных электронов зависит от рода проводника и его температуры. В цепи двух разнородных проводников (рис.18), в местах столкновения двух разнородных металлов, например, в спае 1 электроны диффузируют с металла А в металл В в большем количестве, чем с металла В в металл А. Итак, металл А заряжается позитивно, а металл В – негативно. Электрическое поле, которое возникает при этом в месте столкновения, мешает этой диффузии и когда скорость диффузионного перехода электронов равняется скорости их обратного перехода под действием поля, которое установилось, наступит состояние подвижного равновесия. В таком состоянии между металлами А и В возникнет некоторая разница потенциалов. Т.к. концентрация свободных электронов кроме природы проводника зависит также от температуры, то ЭДС в спаях 1 и 2 будут разными. Термоэлектрический ток возникает также и в замкнутом однородном проводнике при наличии градиента температуры. В замкнутой электрической цепи, которая состоит из двух разнородных проводников А и В действуют одновременно оба ранее определённых фактора, которые вызывают появление в спаях 1 и 2 в зависимости от температур t и t _o и материалов термоэлектродов двух суммарных термоЭДС , взятых при ходе по кругу против часовой стрелки

с учётом, что , получим:

Таким образом ЭДС, которая возникает в электрической цепи из разнородных проводников, места спаев которых имеют разные температуры, равняется разнице ЭДС и . Так как значение этих ЭДС определяется температурами соприкосновения, в общем виде зависимость термоЭДС, которая возникает в цепи из двух разнородных проводников можно представить так:

(5.1)

Спай 2, размещённый в среде, температура которого определяется, называется рабочим или горячим, а спай 1 – холодным. Градуированной называется зависимость разницы температур горячего и холодного спаев от ЭДС, когда температура холодного спая 0 ^оС.

(5.2)

Рис.18 Рис.19 Рис. 20

Градуированную зависимость (5.2) находят опытным путём. ТермоЭДС измеряют цифровым вольтметром. Для присоединения вольтметра надо разорвать один из проводников (рис.19), или цепь термопары в спае 1 (рис.20). Несмотря на внешние различия этих систем (рис.19,20) термоЭДС, которая развивается термопарами в обоих случаях будет одинакова, если будут одинаковы температуры холодных и горячих спаев. ТермоЭДС термопары не изменяется от введения в её цепь 3-го проводника, если температуры концов этого проводника одинаковы. Этот факт говорит о том, что способ изготовления спаев (сваривание, спаивание) на величину термоЭДС не влияет, если размеры спая такие, что температура его во всех точках одинакова.